大学化学考查题目及要求部分答案..docVIP

大学化学考查题目及要求 班级：xxx 学号：xxx 姓名：xxx 1.已知工业上制取水煤气的反应及下表热力学数据（碳以石墨计）： H2O(g) + C(s) = CO(g) + H2(g) H2O(g) C(s) CO(g) H2(g) ?fH (298.15 K) / kJ?mol-1 -242 0 -111 0 S (298.15 K) / J?mol-1?K-1 189 5.74 198 131 (1)计算?rH(298.15 K)和?rS(298.15 K)? (2)计算 (298.15K)，并说明298.15 K和标准条件下该反应自发进行的方向？ (3)估算该反应自发进行的温度范围及在转变温度时的K 解:(1) ?rH(298.15 K)=(-111+242) kJ?mol-1=131 kJ?mol-1 ?rS(298.15 K)=(131+198-5.74-189) J?mol-1?K-1=134.26 J?mol-1?K-1 (2) (298.15K) = ?rH(298.15 K)- TS(298.15 K)=(131-298.15*134.26*10^-3) kJ?mol-1=90.97 kJ?mol-10 即反应过程能逆向自发进行。 （3）令=0，则T=?rH/ ?rS=975.72 K 即温度大于975.72 K时反应能正向自发进行。 （975. 72 K）= ?rH-T ?rS=-1.672*10^-4 kJ?mol-1 （式中T取975. 72 K） 由吉普斯函数变公式有：（975.72 K）=-RTLn K 有：LnK=2 .06*10^-5 经计算得K=1.00 讨论: 化学反应热应用及反应进行的可能性。 化学反应热，即化学反应热效应，就是当生成物与反应物温度相同时化学反应过程中放出或吸收的热量。化学反应热可分为等容反应热（Qv）及等压反应热（?H）等。 在现实生产中，化学反应总会放出或吸收热量，从而使反应更好的进行或阻碍其顺利进行。比如在合成氨（NH3）的过程中N2+3H2=2NH3（可逆反应）；?H小于0，即化学反应热小于0，反应会放出热量。所以合成氨（NH3）的过程中温度不能太高，否则会阻碍反应正向进行。所以实际生产中通常采取500摄氏度（这时催化剂效率最高，而且此时转化率也不至于太低）综合考虑才能保证即多出产品，快出产品。 又如N2O4=2NO2（可逆反应）中?H大于0即化学反应热大于0，反应会吸收热量，因此要使反应正向进行可适当提高温度。因此，根据化学反应热与0的大小关系进而可确定反应的温度条件（化学反应热大于0，适当升温可使反应更好的正向进行，即多出产品，降温则相反；化学反应热小于0，适当降温可使反应更好的正向进行，即多出产品，升温则相反）。 当然，各个领域的能源供应大都由化学反应而得。根据化学反应热选取适当的供能物质是必要的。如航天领域，宇宙飞船及运载火箭等必须选取化学反应热很小（这里取负值）才能保证有充足的能量使其很好的工作（如联氨，肼等）。可见事先判断化学反应的化学反应热是必要的。 化学反应热与化学反应是否自发进行存在一定的关系。放热反应多数能自发进行，即?H＜0的反应大多能自发进行。但有些吸热反应也能自发进行。如NH4HCO3与CH3COOH的反应。有些吸热反应室温下不能进行，但较高温度下能进行，如CaCO3高温下分解生产CaO，CO2。 2. 已知298K时，下列反应 BaCO3（s）＝BaO（s）＋ CO2（s） / kJ?mol-1； －1216.29 －548.10 －393.51 / J?mol-1?K-1； 112.13 72.09 213.64 求298K时，该反应的，和，以及该反应可自发进行的最低温度。 解：?rH=（-393051-548.10+1216.29）kJ?mol-1=274.68 kJ?mol-1； ?rS=（213.64+72.09-112.03）J?mol-1?K-1=173.6 J?mol-1?K-1； =?rH-T?rS=（274.68-298*173.6*10^-3）kJ?mol-1 =222.9472 kJ?mol-1； 令=0，经计算有：T=?rH/ ?rS=1582.258K 即反应自发进行的最低温度为1582.258K。 讨论：温度对反应的影响。 总的来说温度主要影响化学反应的速率及平衡的移动。 一：温度对反应速率的影响 大多数化学反应，温度升高，反应速率加快，这是由于温度升高，分子热运动加剧，普通未活化分子被活化从